[發明專利]一種用于地鐵區間隧道減振降噪的方法

在審

• 申請號: 201510280764.5
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號: CN104847384A
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 陶連金;郭飛;劉春曉;張恒;王煥杰
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E21D11/38
• 分類號: E21D11/38
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于軌道交通減振降噪領域，涉及一種用于地鐵區間隧道減振降噪的方法。

背景技術

城市軌道交通是一種大運量、安全、快捷、準時、方便、舒適的理想交通工具，并且具有低能耗、少污染、安全、舒適等功能，在解決城市交通問題中具有特殊的地位和作用，在國內目前有38個城市批準建設城市地鐵項目，從現在起到2020年預計將要投入約2.5萬億元人民幣在城市地鐵項目建設中。地鐵建設也將繼續狂飆猛進。

另一方面，隨著生活水平的提高，人們對生活質量的要求較之以往越來越嚴格，快速發展的軌道交通引發的環境振動問題，己經引發了公眾的強烈反應。這主要是因為地鐵線路經常通過城市的人流稠密區、建筑物林立的鬧市區、風景區和科技園區等，其上部或臨近區域就有可能是居民樓、精密儀器室，古代建筑群等對振動和噪聲比較敏感的地區，當地鐵列車運行時，建筑物或居民就會受到其所引起的地基或地表的振動及噪聲的影響，建筑物內居民和儀器也會受到二次振動和二次噪聲的影響。尤其是地鐵成網后產生的振動和噪聲環境影響將會上升成為一種不可忽視的公害，這種影響每天長達20小時，每年365天。世界上很多國家都出現由于列車的振動和噪聲而引起沿線建筑物的破壞和沿線居民對其影響生活的投訴。對于地鐵建設期，也有類似的振動投訴上訪事件，如北京某號線施工擾民事件，進而成為民擾，成為一種社會問題，影響軌道交通的建設

現有的減振方式根據振動產生機理,傳播規律以及受振對象的響應特點,減振降噪可以從降低振源強度,切斷振動傳播途徑和建筑物隔振三個方面采取對策。其中降低振源強度為主動控制,切斷振動傳播途徑和建筑物隔振為被動控制。

降低振源強度：(1)采用重型鋼軌(60kg/m以上)，并盡量采用無縫線路，適量的降低列車的運行速度，車軸合理配置，車輪平滑化，減輕車輛的簧下質量，避免車輛與軌道產生共振，這樣可以降低振動強度10-15dB(2)扣件減振、特殊道床減振(浮置板式整體道床、縱向浮置板式整體道床、彈簧整體道床、彈性整體道床)軌枕減振。

切斷傳播途徑：隔振溝、隔振墻、隔振排樁、波阻塊等；

受振體隔振：(1)建筑物隔振通常采用增大樓板的剛度和阻尼、設置樓板隔振系統建筑基礎隔振、房中房技術、浮置地板等；(2)儀器隔振采用儀器隔振基礎、商用隔振平臺、隔振沙坑；(3)古舊建筑物采用結構維護加固、修繕、軟弱地基處理。

目前的減振振還大多是針對某一個具體工程進行，缺少統一的設計指南或者規范，尋求經濟、合理、有效的減振振措施迫在眉睫，提出的盾構區間隧道管片減隔振方法是一種有益探索，豐富了現有減振措施。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明旨在提供一種用于地鐵區間隧道減振降噪的方法，是對地鐵施振動敏感地區采取的主動隔振降噪措施，能較好的減少因振動與噪聲而引起的擾民與民擾問題的發生。

為了達到上述目的，本發明提供一種用于地鐵區間隧道減振降噪的方法，其特征在于：在管片的內側設置減振降噪材料，在管片外側進行注射減振降噪漿液；

所述的管片內側是指道床標高線以上的區域，沿地鐵運行方向的長度要大于2倍的敏感建筑物長度；管片內側減振降噪材料是指橡膠混凝土，厚度為3-5cm；橡膠混凝土的第一階固有頻率下自由振動的阻尼比2％-4％，彈性模量為30000-500000MPa；

所述的管片外側是指道床標高線以下的區域，沿地鐵運行方向的長度要大于2倍的敏感建筑物長度；管片外側的減振降噪材料是指減振降噪漿液，厚度為3-8cm；管片外側的減振降噪材料第一階固有頻率下自由振動的阻尼比0.1～0.3，彈性模量為2-5GPa，膨脹比為2～3。

所述的管片內側的減振降噪材料是指橡膠混凝土，將低頻振動波衰減掉。一般可以減小5個分貝。理論和實踐表明，材料的固有頻率與激振頻率相差越遠，物體越不容易發生振動，采用柔性的橡膠混凝土噴射在管片上，可避免共振。

由于結構的周期性以及材料的連續性，可以得到周期結構材料密度的周期性，用傅里葉函數將結構的周期性和材料密度的周期性展開，根據相應的邊界條件得到該方程組，經求解方程組的特征值和特征向量，得到彈性波頻率與周期性結構參數的函數，由于該函數具有周期性這一特點，因此，存在彈性波無法通過的頻率，這種彈性波無法通過的頻率稱為周期結構帶隙。因此在管片內側貼付減振降噪材料能夠有效地降低列車振動及其傳到地表二次振動所引起的噪聲。